Une installation triple zone pensée pour une propriété où l’espace extérieur devait être utilisé intelligemment
À Sainte-Victoire-de-Sorel, nous avons réalisé une installation qui illustre très bien pourquoi une thermopompe triple zone Fujitsu Aquila XLTH peut être une solution particulièrement intéressante lorsqu’une résidence comporte plusieurs espaces à chauffer et climatiser, mais que l’on souhaite limiter le nombre d’appareils installés à l’extérieur.
Le principe du projet est simple sur papier : une seule unité extérieure Fujitsu alimente trois zones intérieures. Sur le terrain, cependant, une installation multizone demande beaucoup plus de réflexion qu’un simple raccordement de trois évaporateurs à un condenseur. Il faut tenir compte des capacités compatibles, du cheminement de chaque paire de conduites frigorifiques, de l’espace disponible autour du bâtiment, de l’accessibilité pour le service futur et, surtout, du comportement thermique propre à chaque partie de la maison.
La photo de cette réalisation montre précisément l’un de ces défis. Le condenseur Fujitsu AIRSTAGE a été installé dans un passage latéral relativement étroit, entre un mur de brique et la limite aménagée de la propriété. Malgré cette contrainte, nous devions conserver une configuration ordonnée, sécuritaire et accessible.
On remarque notamment l’installation de l’appareil sur une structure métallique surélevée, plutôt que directement au niveau du sol. Plusieurs conduites frigorifiques isolées convergent vers l’unité extérieure, ce qui permet de comprendre immédiatement qu’il s’agit bien d’un système multizone et non d’une thermopompe murale simple zone.
Pourquoi installer une Fujitsu Aquila XLTH triple zone plutôt que trois systèmes indépendants?
Pour desservir trois zones avec des thermopompes, deux grandes approches sont possibles.
La première consiste à installer trois systèmes indépendants, donc trois unités extérieures. Cette solution peut être appropriée dans certains bâtiments, mais elle demande davantage de surface extérieure et multiplie les condensateurs, circuits électriques et équipements visibles autour de la propriété.
La seconde approche consiste à utiliser une thermopompe multizone équipée d’un seul compresseur extérieur pouvant desservir plusieurs unités intérieures.
Pour cette installation de Sainte-Victoire-de-Sorel, la seconde approche permettait de regrouper l’essentiel du système à un seul endroit.
La documentation technique Fujitsu de la série AIRSTAGE H Aquila indique que la gamme offre des unités extérieures de 18 000, 24 000, 36 000 et 45 000 BTU/h, avec des possibilités allant respectivement jusqu’à deux, trois, quatre ou cinq unités intérieures selon le modèle et les combinaisons approuvées. Elle permet également de combiner différentes unités murales, Slim Duct, cassettes compactes et unités Mid Static Duct.
Cette flexibilité est particulièrement importante dans une configuration triple zone, car trois pièces n’ont presque jamais exactement les mêmes besoins.
Trois zones ne signifient pas trois capacités identiques
Une erreur fréquente dans le choix d’une thermopompe triple zone consiste à diviser simplement la capacité de l’unité extérieure en trois.
Une maison n’est pas thermiquement symétrique.
Une grande aire ouverte exposée au soleil peut demander beaucoup plus de climatisation qu’une petite chambre située du côté ombragé. Un étage accumule généralement davantage de chaleur l’été. Un sous-sol possède souvent une charge de refroidissement beaucoup plus faible, mais peut avoir un besoin de chauffage particulier pendant l’hiver.
Nous devons donc considérer notamment :
- la superficie réelle de chacune des zones;
- la hauteur des plafonds;
- la quantité et l’orientation des fenêtres;
- l’isolation du bâtiment;
- l’exposition solaire;
- la disposition des étages;
- les infiltrations d’air;
- l’utilisation de chacune des pièces;
- la distance entre les unités intérieures et le condenseur.
C’est précisément pour cette raison que Fujitsu publie des tables de combinaisons autorisées très détaillées.
Pour un système extérieur pouvant desservir trois zones, la documentation présente par exemple différentes combinaisons d’unités intérieures telles que 7 + 7 + 7, 7 + 7 + 9, 7 + 9 + 12, 9 + 9 + 12 et plusieurs autres configurations. Ces chiffres représentent les catégories de capacité nominale des unités intérieures en milliers de BTU/h.
Il ne s’agit donc pas de choisir arbitrairement trois têtes murales et de les brancher sur n’importe quelle unité extérieure.
Une unité extérieure multizone capable d’accepter une capacité de connexion supérieure à sa capacité nominale
La documentation Fujitsu précise également que certaines configurations permettent une capacité de connexion allant jusqu’à 130 %.
Cette caractéristique est souvent mal interprétée.
Supposons qu’une combinaison d’unités intérieures représente une capacité nominale totale supérieure à celle inscrite sur l’unité extérieure. Cela ne signifie pas que le condenseur va soudainement produire 130 % de sa puissance maximale.
Fujitsu précise explicitement que le dépassement de 100 % de capacité en combinaison n’augmente pas la capacité de production du système.
En pratique, cette flexibilité sert surtout à concevoir un système adapté à des zones dont les demandes maximales ne surviennent pas nécessairement toutes en même temps.
C’est une distinction essentielle lorsqu’un propriétaire compare plusieurs soumissions pour une installation CVAC multizone.
La photo révèle un défi important : plusieurs lignes frigorifiques dans un espace très limité
Le côté technique le plus visible de cette installation à Sainte-Victoire-de-Sorel est le regroupement des conduites.
Sur la photo, plusieurs lignes isolées arrivent directement vers l’arrière de l’unité extérieure Fujitsu. Dans un système triple zone, chaque unité intérieure doit être intégrée correctement au réseau frigorifique selon la configuration prévue par le fabricant.
Dans un passage étroit comme celui-ci, nous devons organiser les conduites de manière à éviter plusieurs problèmes :
- des courbes excessivement serrées;
- des conduites écrasées;
- un croisement désordonné des lignes;
- une isolation endommagée;
- un accès bloqué aux panneaux de service;
- une installation qui deviendrait difficile à diagnostiquer plusieurs années plus tard.
Une installation peut fonctionner le jour de sa mise en service et pourtant devenir très problématique lorsqu’un entretien est nécessaire cinq ou dix ans plus tard. Nous cherchons donc toujours à penser non seulement à l’installation initiale, mais également au prochain technicien qui devra accéder à l’appareil.
Pourquoi avoir surélevé l’unité extérieure?
Sur cette réalisation, le condenseur est clairement installé sur un support métallique fixé à la structure du bâtiment.
Ce choix a plusieurs avantages dans le climat québécois.
D’abord, une thermopompe fonctionnant l’hiver doit rester aussi dégagée que possible de l’accumulation de neige. Pendant le chauffage, l’unité extérieure doit aspirer une grande quantité d’air à travers son échangeur.
Si la base du condenseur se retrouve enfouie sous une accumulation importante, les conditions de fonctionnement peuvent se détériorer.
Ensuite, une thermopompe effectue périodiquement des cycles de dégivrage. L’eau issue de ce processus doit pouvoir s’écouler et geler à un endroit qui ne bloque pas immédiatement le bas de la machine.
Enfin, une unité surélevée est généralement plus accessible pour certaines opérations d’entretien CVAC, notamment l’inspection de la base, des raccordements et du serpentin.
Dans le cas présent, le passage latéral comporte également du gravier, des pierres de circulation et de la végétation. Le support permet de maintenir le condenseur bien au-dessus de cette zone tout en conservant l’espace au sol.
Une installation près d’un mur de brique exige une planification précise
Les bâtiments en brique sont extrêmement courants dans nos installations à Montréal, Laval, Longueuil, sur la Rive Nord et sur la Rive Sud, et ils présentent certains défis récurrents.
Nous devons notamment déterminer où traverser le mur pour les conduites frigorifiques et électriques sans compromettre inutilement la maçonnerie.
Le parcours idéal est rarement simplement le plus court. Il faut aussi tenir compte de ce qui se trouve de l’autre côté du mur : structure, plomberie, câblage, finition intérieure et emplacement des unités.
Sur cette installation, le regroupement des lignes à proximité immédiate de l’unité extérieure permet de limiter les conduites exposées dans le passage.
Le dispositif électrique de coupure est également installé à proximité de la thermopompe, un élément important pour permettre l’isolation électrique de l’équipement lors des interventions techniques.
Fujitsu Aquila XLTH : comprendre ce qui rend un système multizone intéressant au Québec
Le confort individuel constitue le véritable avantage du zonage
Une thermopompe triple zone Fujitsu ne transforme pas la maison en trois systèmes totalement indépendants, mais elle donne aux occupants beaucoup plus de contrôle qu’un seul appareil installé dans une aire centrale.
Selon la documentation Fujitsu, chaque unité intérieure peut être commandée indépendamment avec sa propre télécommande.
Cela signifie qu’il devient possible de choisir une consigne différente selon les espaces.
Une chambre peut par exemple rester plus fraîche pendant la nuit alors qu’un salon bénéficie d’une température légèrement différente. Une zone peu utilisée peut être réglée de façon plus modérée.
Le compresseur à technologie Inverter adapte ensuite son fonctionnement à la demande du système. Fujitsu indique que cette modulation vise à améliorer le confort et les économies d’énergie comparativement à un fonctionnement strictement marche-arrêt.
Une limite importante à connaître : chauffage et climatisation ne fonctionnent pas simultanément
L’indépendance des zones a toutefois une limite qu’il est préférable d’expliquer avant l’installation.
Les systèmes multizones Fujitsu assurent le chauffage et le refroidissement, mais pas simultanément dans des modes opposés.
Autrement dit, une unité intérieure ne peut pas demander du chauffage pendant qu’une autre, raccordée au même condenseur, demande simultanément de la climatisation.
Pour la grande majorité des applications résidentielles, ce fonctionnement est parfaitement logique : lorsqu’il fait -15 °C à l’extérieur, toutes les zones ont généralement besoin de chauffage. Pendant une journée chaude de juillet, la tendance est inverse.
La situation doit néanmoins être évaluée dans certains bâtiments ayant des expositions solaires très différentes ou des charges internes particulières.
Une gamme conçue pour les températures froides
La documentation transmise pour la série Fujitsu Aquila présente notamment les versions CTEB, conçues pour le chauffage en climat froid jusqu’à -26 °C (-15 °F). Elle indique également un fonctionnement en refroidissement jusqu’à une température extérieure de 50 °C (122 °F) pour ces versions.
Pour une installation dans la région de Sainte-Victoire-de-Sorel, les performances hivernales sont évidemment un critère essentiel.
Nous faisons toutefois toujours une distinction entre :
la température minimale à laquelle un équipement peut fonctionner et la capacité de chauffage qu’il peut encore fournir lorsqu’il fait très froid.
Cette nuance est déterminante dans le dimensionnement d’une thermopompe au Québec.
Les chiffres SEER2, HSPF2 et les subventions doivent être vérifiés selon la combinaison exacte
Avec les systèmes multizones, les données d’efficacité ne doivent pas être généralisées à toute la famille de produits.
Les valeurs SEER2, EER2, HSPF2, la capacité à basse température et le numéro de certification peuvent varier selon l’unité extérieure et la combinaison précise d’unités intérieures.
Le document Fujitsu fourni avec ce projet présente les capacités, les modèles compatibles et les combinaisons autorisées, mais il ne fournit pas dans ces pages un indice SEER2 ou HSPF2 unique permettant d’attribuer une valeur précise à l’installation photographiée.
Il en va de même pour les subventions disponibles au Québec : leur admissibilité doit être validée à partir de la combinaison exacte installée, du numéro AHRI ou de la référence reconnue par le programme applicable au moment de la demande.
Nous préférons donc éviter d’annoncer un montant de subvention simplement parce que le nom « Fujitsu Aquila » apparaît sur l’équipement.
Les unités intérieures ne sont pas nécessairement toutes murales
Un autre avantage de la plateforme AIRSTAGE Aquila est la possibilité de combiner plusieurs formats d’unités intérieures.
Fujitsu répertorie notamment :
des unités murales, appropriées dans de nombreuses chambres et aires ouvertes;
des unités Slim Duct, qui peuvent être dissimulées dans un plafond ou un espace mécanique;
des cassettes compactes, intégrées au plafond;
des unités Mid Static Duct, destinées aux applications gainables.
Cette flexibilité permet d’adapter l’installation à l’architecture du bâtiment au lieu d’imposer systématiquement trois unités murales visibles.
Fujitsu impose toutefois certaines limites concernant le nombre d’unités gainables Mid Static pouvant être combinées à certaines unités extérieures. Ces restrictions font partie des raisons pour lesquelles la sélection d’un système multizone doit être effectuée avec les tableaux et outils du fabricant.
Un point que Fujitsu souligne elle-même : les tableaux de combinaison ne remplacent pas le dimensionnement
La remarque inscrite directement dans la documentation est particulièrement importante : les tableaux de combinaison ne doivent pas être utilisés pour sélectionner la capacité du système.
Fujitsu recommande l’utilisation de son Design Simulator pour la sélection des équipements AIRSTAGE série H.
Cela rejoint exactement notre approche lors d’un projet AirGreen.
Une combinaison peut être techniquement permise par le fabricant sans être nécessairement adaptée au bâtiment.
Le travail d’un installateur ne consiste donc pas uniquement à vérifier si trois modèles apparaissent dans la même ligne d’un tableau. Nous devons déterminer si cette combinaison correspond aux charges réelles de chaque espace.
Une mise en service rigoureuse est particulièrement importante avec trois zones
Lorsque plusieurs unités intérieures partagent le même condenseur, la qualité de la mise en service devient déterminante.
Nous devons notamment vérifier :
- la conformité des connexions frigorifiques;
- l’étanchéité du circuit;
- la qualité de la mise sous vide;
- la configuration correcte des trois zones;
- l’alimentation électrique;
- les drains de condensation;
- le fonctionnement des unités intérieures;
- la réponse du compresseur aux différentes demandes;
- la circulation d’air;
- le dégagement autour du condenseur.
Une erreur sur une seule branche peut influencer le comportement global du système.
C’est aussi pourquoi une installation multizone très propre à l’extérieur est généralement un bon indicateur de la réflexion qui a précédé le raccordement.
Ce que cette installation à Sainte-Victoire-de-Sorel montre particulièrement bien
Cette réalisation est intéressante parce qu’elle ne se déroule pas dans un vaste espace dégagé où l’on pourrait placer le condenseur n’importe où.
Nous avons dû intégrer une Fujitsu Aquila XLTH triple zone dans un passage latéral relativement compact, contre un mur de brique et avec plusieurs circuits frigorifiques à raccorder.
La solution retenue permet de regrouper :
- une seule unité extérieure;
- trois zones intérieures;
- plusieurs conduites frigorifiques soigneusement ramenées au même point;
- un support surélevé;
- un dispositif de coupure électrique accessible;
- un emplacement qui conserve le passage au sol.
C’est exactement le type de projet où la différence entre une installation improvisée et une installation CVAC planifiée devient très visible.
Les erreurs à éviter lors de l’achat d’une thermopompe triple zone
Lorsque nous rencontrons des propriétaires qui comparent différentes solutions multizones à Sainte-Victoire-de-Sorel, à Montréal, à Laval, à Longueuil, sur la Rive Nord ou la Rive Sud, quelques erreurs reviennent régulièrement.
La première consiste à choisir l’unité extérieure uniquement selon la superficie totale de la maison.
La deuxième consiste à sélectionner trois unités intérieures de même puissance sans calculer les besoins de chaque zone.
La troisième consiste à ignorer les tableaux de compatibilité du fabricant.
La quatrième consiste à placer l’unité extérieure là où elle est la moins visible, sans considérer la circulation d’air, la neige et l’accès pour l’entretien.
La cinquième consiste à comparer uniquement le prix d’achat sans regarder la qualité du cheminement frigorifique, du support extérieur, du drainage et de la mise en service.
Sur une thermopompe multizone, ces détails ont une influence directe sur la qualité du résultat final.
AirGreen et les installations Fujitsu multizones en Montérégie et dans le Grand Montréal
Chez AirGreen, nous travaillons sur des installations où la sélection de l’équipement doit aller de pair avec la réalité du bâtiment.
Une thermopompe triple zone peut être une excellente option lorsqu’une résidence comporte plusieurs secteurs aux besoins différents, mais elle doit être conçue comme un système complet.
Cette installation de Fujitsu Aquila XLTH à Sainte-Victoire-de-Sorel en est un bon exemple : l’unité extérieure a dû être intégrée dans un espace latéral étroit, les trois circuits ont été regroupés de façon ordonnée et le condenseur a été surélevé pour mieux convenir aux conditions extérieures québécoises.
Le véritable avantage ne réside donc pas seulement dans le fait d'avoir « trois têtes sur une machine ». Il réside dans la capacité de créer trois zones de confort cohérentes, correctement dimensionnées et alimentées par une seule plateforme extérieure.
Pour nous, c’est cette combinaison entre dimensionnement, choix des équipements, qualité d’installation et mise en service qui permet à une thermopompe Fujitsu multizone de donner le rendement et le confort recherchés pendant de nombreuses saisons.